一种导通时间控制装置及降压式变换器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子技术领域，公开了一种导通时间控制装置及降压式变换器。导通时间控制装置包括：充放电模块、比较模块以及充放电控制模块；充放电模块根据系统输入电压以及系统输出电压进行充放电，并将充放电后的电压输出至比较模块；比较模块根据充放电模块输出的电压与第一门限电压以及第二门限电压之间的关系向充放电控制模块输入信号；充放电控制模块根据输入的信号以控制充放电模块启动充电过程，或者，以控制所述充放电模块关闭充电过程。使得导通时间的控制能自适应的随输入电压和输出电压变化而变化，使得能够得到在输入电压变化时，所需输出电压不变化的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种导通时间控制装置及降压式变换器
本专利技术涉及电子
，特别涉及一种导通时间控制装置及降压式变换器。
技术介绍
Buck变换器，也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的非隔离直流变换器。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术的BUCK电路中采用恒定导通时间架构，即主要采用固定的恒定导通时间模块控制一个开关周期的开启时间。图1所示为BUCK电路10的主要工作原理示意图，描述如下：电阻分压检测模块102将VOUT等比例降压为VFB；迟滞比较器104将VFB与基准电压模块(REF)101输出的基准电压VREF比较，当VFB低于VREF电压时，迟滞比较器104输出为高电平信号，该高电平信号控制RS控制模块106输出高电平信号，RS控制模块输出的高电平信号经过功率驱动模块107后，使得输出控制模块105中的上边管导通，下边管断开，从而开启一个开关周期，通过上边管的导通，系统电源电压VIN传输电流给电感L储能，同时为输出电容COUT充电，为输出负载ROUT提供负载电流。该阶段中，恒定导通时间(ConstantonTime，COT)模块103在迟滞比较器104输出的高电平信号的触发下开始计时，计时达到预置的恒定导通时间后，COT模块103输出高电平信号，该高电平信号控制RS控制模块106，使得输出控制模块105的上边管断开，下边管导通。通过电感L和输出电容COUT放电，满足负载ROUT上的负载电流要求。一个完整的开关周期包括以上两个阶段：上边管导通和上边管断开。由于受控于COT模块103控制，上边管导通时间为COT模块103的计时时长，即固定不变，在不同的VIN的条件下，VOUT的上峰值不固定，但是VOUT的下降峰值由VFB和VREF的比较结果决定，因此是固定值。VOUT的上升峰值不固定，但是下降峰值固定，会造成VOUT平均值随VIN的变化有偏差。可见，现有的BUCK电路适用于输入电压和输出电压较为固定且对输出电压精度要求不高的应用中，在较为固定的输入电压和输出电压情况下固定一个导通时间，即使输入电压有小的偏差，引起输出电压的偏差也可以接受。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导通时间控制装置及降压式变换器，能够使得导通时间的控制精度不受输入电压和输出电压变化的影响，使得BUCK电路的开关周期控制能够受控于输入电压和输出电压变化自适应的进行调节，进而达到所需输出电压不受输入电压变化而变化的目的。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种导通时间控制装置，包括：充放电模块、比较模块以及充放电控制模块；所述充放电模块根据系统输入电压充电，以及根据系统输出电压放电，并将充放电后的电压输出至所述比较模块；所述比较模块若确定所述充放电模块输出的电压低于第一门限电压，则通过第一输出端输出第一控制信号至所述充放电控制模块的第一输入端，若确定所述充放电模块输出的电压高于第二门限电压，则通过第二输出端输出第二控制信号至所述充放电控制模块的第二输入端，其中所述第一门限电压低于所述第二门限电压；所述充放电控制模块根据所述第一控制信号在第一输出端输出第一充电信号至所述充放电模块，以控制所述充放电模块启动充电过程，或者，根据所述第二控制信号在第一输出端输出第二充电信号至所述充放电模块，以控制所述充放电模块关闭充电过程。本专利技术的实施方式还提供了一种降压式变换器，包括上述实施例所提供的导通时间控制装置。相对于现有技术而言，本实施例所提供的导通时间控制装置中，充放电模块根据系统输入电压以及系统输出电压进行充放电，并将充放电后的电压输出至比较模块；比较模块根据充放电模块输出的电压与第一门限电压以及第二门限电压之间的关系向充放电控制模块输入信号；充放电控制模块根据输入的信号以控制充放电模块启动充电过程，或者，以控制所述充放电模块关闭充电过程。导通时间控制装置能够根据预设的第一门限电压以及第二门限电压控制导通时间，使得导通时间自适应的根据系统输入电压以及系统输出电压变化而变化，使得能够达到在系统输入电压变化的情况下，所需输出电压不变化的目的。另外，所述充放电模块包括充电子模块、放电子模块以及电容；充电子模块根据系统输入电压确定电容的充电电流，采用充电电流对电容充电；放电子模块根据系统输出电压确定电容的放电电流，采用放电电流对电容放电。该实施方式中，通过采用系统输入电压对电容充电，以及采用系统输出电压对电容放电，从而使得能够根据电容充放电过程反映系统输入电压以及系统输出电压的变化。另外，还包括电压钳位模块；所述充放电控制模块确定通过第三输入端输入的信号为低电平，且确定通过第一输入端输入的所述第一控制信号为高电平，则在第二输出端输出钳位控制信号，以启动所述电压钳位模块，由所述电压钳位模块钳位所述充放电模块输出的电压。该实施方式可以有效防止充放电控制模块在第三输入端输出的信号为低电平、第一输入端输入的信号为高电平的情况下，充放电模块继续放电，使得充放电模块输出的电压不低于第一门限电压，达到防止导通时间的周期变化异常的目的。另外，所述充放电控制模块确定通过第三输入端输入的信号为高电平，且确定通过第一输入端输入的所述第一控制信号为低电平，则在第三输出端输出放电控制信号，以控制所述充放电模块增大放电电流。该实施方式能够在充放电控制模块的第三输入端输入的信号先于第一输入端输入的信号变高的情况下，加快放电过程以迅速将输出电压拉低，使得第一输入端输入的信号变为高电平，以避免充放电模块输出的电压的下降时间过长所导致的导通时间的周期异常。另外，所述充放电控制模块的第一输出端连接所述充电子模块的控制端。该实施方式能够使得充放电控制模块的第一输出端控制充电子模块的开启或关闭。另外，所述充放电控制模块的第三输出端连接所述放电子模块的控制端。该实施方式能够使得充放电控制模块的第三输出端控制放电子模块的控制端，以调节放电子模块的放电过程所需的时长。附图说明图1是现有的BUCK电路工作原理示意图；图2是本专利技术实施例中导通时间控制装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例中另一导通时间控制装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例中另一导通时间控制装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例中另一导通时间控制装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例中另一导通时间控制装置的结构示意图；图7是本专利技术实施例中降压式变换器的结构示意图；图8是本专利技术实施例中另一降压式变换器的结构示意图；图9是本专利技术实施例中BUCK电路的工作原理示意图；图10是本专利技术实施例中另一导通时间控制装置的结构示意图；图11是本专利技术实施例中电容C1的输出电压波形示意图；、图12是本专利技术实施例中钳位机制中各信号波形示意图；图13是本专利技术实施例中快速放电机制中各信号波形示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种导通时间控制装置，该导通时间控制装置的具体结构如图2所示。该导通时间控制装置20主要包括充放电模块201本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导通时间控制装置，其特征在于，包括：充放电模块、比较模块以及充放电控制模块；所述充放电模块根据系统输入电压充电，以及根据系统输出电压放电，并将充放电后的电压输出至所述比较模块；所述比较模块若确定所述充放电模块输出的电压低于第一门限电压，则通过第一输出端输出第一控制信号至所述充放电控制模块的第一输入端，若确定所述充放电模块输出的电压高于第二门限电压，则通过第二输出端输出第二控制信号至所述充放电控制模块的第二输入端，其中所述第一门限电压低于所述第二门限电压；所述充放电控制模块根据所述第一控制信号在第一输出端输出第一充电信号至所述充放电模块，以控制所述充放电模块启动充电过程，或者，根据所述第二控制信号在第一输出端输出第二充电信号至所述充放电模块，以控制所述充放电模块关闭充电过程。

【技术特征摘要】
1.一种导通时间控制装置，其特征在于，包括：充放电模块、比较模块以及充放电控制模块；所述充放电模块根据系统输入电压充电，以及根据系统输出电压放电，并将充放电后的电压输出至所述比较模块；所述比较模块若确定所述充放电模块输出的电压低于第一门限电压，则通过第一输出端输出第一控制信号至所述充放电控制模块的第一输入端，若确定所述充放电模块输出的电压高于第二门限电压，则通过第二输出端输出第二控制信号至所述充放电控制模块的第二输入端，其中所述第一门限电压低于所述第二门限电压；所述充放电控制模块根据所述第一控制信号在第一输出端输出第一充电信号至所述充放电模块，以控制所述充放电模块启动充电过程，或者，根据所述第二控制信号在第一输出端输出第二充电信号至所述充放电模块，以控制所述充放电模块关闭充电过程。2.根据权利要求1所述的导通时间控制装置，其特征在于，所述充放电模块包括充电子模块、放电子模块以及电容；所述充电子模块根据所述系统输入电压确定所述电容的充电电流，采用所述充电电流对所述电容充电；所述放电子模块根据所述系统输出电压确定所述电容的放电电流，采用所述放电电流对所述电容放电。3.根据权利要求2所述的导通时间控制装置，其特征在于，还包括电压钳位模块；所述充放电控制模块确定通过第三输入端输入的信号为低电平，且确定通过第一输入端输入的所述第一控制信号为高电平，则在第二输出端输出钳位控...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔庆，
申请(专利权)人：联芯科技有限公司，大唐半导体设计有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31